こんにちは。
小田原市鴨宮(鴨宮中学校・国府津中学校エリア)の個別指導塾、個別指導ERです。
勉強中、冷たいペットボトルを机に置いておくと、まわりに大量の水滴が付くよね?これは中学理科の授業で習う「結露(けつろ)」という現象です。
でも、部屋のエアコンを「除湿冷房」に切り替えた瞬間、その水滴があっという間に消えて乾いていくよね?
今回は、定期テストや高校入試に超頻出の「飽和水蒸気量(ほうわすいじょうきりょう)」と「蒸発」の仕組みを、このペットボトルの謎を通して完璧にマスターしよう!
水滴がすぐ乾く3つの理由
理由は大きく分けて3つある。
① 部屋の「湿度」が下がり、空気に余裕ができるから
空気は、温度によって含むことができる水蒸気の限界の量(飽和水蒸気量)が決まっている。
エアコンの除湿機能は、部屋の空気から水分を追い出すため、室内の湿度が下がります。
湿度が下がるということは、空気の中に「まだまだ水蒸気をストックできる」ということになる。そのため、ペットボトルについていた水(液体)が、余裕の生まれた空気中へとどんどん蒸発(気体に変化)していき、水滴が消えていく。
②「結露」よりも「蒸発」のスピードが勝るから
実はペットボトルの表面では、次の2つが同時に起きている。
- 空気中の水蒸気が冷やされて水に戻る「結露」
- 水滴が空気中へ逃げていく「蒸発」
部屋がジメジメしているときは「結露」のスピードが勝つので水滴が大きく育つ。しかし、除湿によって部屋が乾燥すると、空気中に水蒸気がほとんどないため「結露」がストップする。結果として「蒸発」のスピードの方が圧倒的に速くなるため、一瞬で乾くんだね。。
③ エアコンの「風」が蒸発をブーストさせるから
洗濯物に扇風機の風を当てると早く乾くのと同じ原理だね。
ペットボトルのまわりで水が蒸発すると、ボトルの周辺だけ一時的に湿度が上がって、それ以上乾きにくくなる。しかし、エアコンの風が吹いていると、ボトルのまわりの湿った空気がすぐに吹き飛ばされ、常に乾燥した新しい空気が送り込まれる。
これにより、蒸発の勢いが止まらずに一気に乾くんだね。
定期テスト・入試対策のポイント!
理科の教科書に出てくる「飽和水蒸気量のグラフ」や「露点(ろてん)」の計算は、数字ばかりで難しく見えるよね。でも、正体は今回お話ししたペットボトルの現象そのものなんだ。
記述問題で「水滴がついた理由」を聞かれたら、「空気中の水蒸気が冷やされ、露点以下になって水滴に変わったから」と言語化できるようにしておこう。
当塾では、単につまらない暗記をするのではなく、こうした「日常の疑問」と理科の知識を結びつける授業をしています。仕組みがわかると、理科の記述問題は一気に得意科目に変わります!
気になった人は、ぜひ今日の勉強中に自分のペットボトルを観察してみてね!

